Micro-usine : un mode de fabrication agile, compact et personnalisé
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La crise sanitaire que nous traversons depuis deux ans et demi a mis en lumière la forte dépendance et la vulnérabilité du secteur industriel et productif français à l’égard des pays asiatiques. Cette dépendance est consécutive de politiques industrielles des années 1980 qui visaient, selon Serge Tchuruk, le PDG d’Alcatel, à établir un tissu industriel « d’entreprises sans usine ». Les conséquences, nous les connaissons maintenant : des entreprises qui ont gardé le siège social ainsi que les unités Recherche et Développement sur le territoire français mais qui ont externalisé la production finale de biens manufacturés à des sous-traitants toujours plus lointains et moins chers, dans les « pays-ateliers » (c’est ainsi que l’on retrouve les entreprises du textile, de la chaussure, du jouet ou de la micro-informatique dont les capacités de production ont été délocalisées dans des pays d’Asie du Sud-Est, du Maghreb, d’Europe de l’Est…). C’est ce qu’on a appelé la désindustrialisation. Ainsi, au milieu des années 1980, le secteur industriel représentait encore 27% du produit intérieur brut français, celui-ci ne représente désormais plus qu’environ 17% en 2021.

               Les arguments économiques qui ont conduit à cette délocalisation de la production vers les pays-ateliers (coûts de la main d’œuvre très faibles, spécialisation autour de pôle de compétitivité, ou infrastructures plus appropriés) sont largement battus en brèche. L’augmentation du prix des carburants, par exemple, rend les coûts de transport de plus en plus élevés rognant sur les marges des industriels. Pourtant, aujourd’hui encore, les industries françaises et européennes externalisent une partie de leurs activités vers des unités de production situées dans des pays étrangers.

               En France, le ministère de l’Économie, des finances et de la relance, a lancé, en septembre 2020 le Plan France Relance, doté d’une enveloppe de 100 milliards d’euros avec pour objectif de préparer la France à l’horizon 2030. Parmi les pistes d’actions, une labellisation de projets de relocalisation des activités industrielles et productives en France. Fin 2021, ce sont 624 projets qui ont été labellisés dans le cadre de deux dispositifs nationaux : les appels à projets « Relocalisation » et « Territoires d’industrie ». Cette volonté de relocaliser les activités productives sur le territoire national nécessite de miser sur le tissu industriel français et sur sa capacité d’adaptation et d’innovation.

               Car il s’agit là d’un aspect essentiel de cette relocalisation : être capable d’agir vite et de produire des pièces en petites quantité au plus près du client tout en limitant l’impact environnemental. Cette quête est l’une des promesses des entreprises qui proposent des solutions dites de « micro-usine » : fabriquer en petites séries, se rapprocher du consommateur, produire de manière agile du sur-mesure, accélérer l’innovation, les avantages de ce nouveau mode de production sont nombreux. C’est ceux-ci que nous allons analyser dans cette nouvelle note de veille.

Les micro-usines c’est quoi ?

Introduit dans les années 1990 dans les milieux universitaires américains et japonais, le concept de micro-usines ne cesse, depuis, de gagner en popularité. Les principes fondamentaux de la micro-usine sont d’optimiser le besoin en ressources, en espace, en énergie et aussi en gain de temps.

L’émergence du financement participatif depuis le milieu des années 2000 et l’avènement du Web 2.0, a permis au concept de micro-usine de se développer. Parmi les contraintes afférentes à la production de biens faisant suite à une campagne de financement participatif, celle liée à la rapidité de production est cruciale. En effet, lorsque le projet est financé, l’équipe a besoin de produire vite pour honorer ses engagements. C’est dans ces conditions que la micro manufacturing (ou la micro-usine) a trouvé un intérêt particulier : fabrication compacte et personnalisée, adaptée aux petites séries de production, flexible et réactive.

La Longue Traine comme précurseur du phénomène

En 2004, Chris Anderson développait le concept de longue traine (« long trail ») selon lequel, grâce à la numérisation et au web, le futur du business, passerait par moins de vente pour chaque produit, mais plus de produits différents vendus. En d’autres termes, selon l’auteur américain, les marchés de niche et la diversification permettraient de repenser les modèles économiques classiques.

Si l’on suit cette théorie, il y aurait tout à gagner à produire en très petite quantité (en s’assurant l’écoulement des stocks) de très nombreux produits plutôt que de miser sur la production de masse (en augmentant les invendus). En effet, l’effet niche permet de vendre plus chers des produits directement à des personnes très intéressées (mais certes moins nombreuses) que d’espérer vendre des produits en masse à un prix dérisoire (sans être certain d’écouler les stocks). Ce principe de la longue traine a permis l’émergence de nouveaux modèles économiques, notamment les plateformes du web2.0. Netflix, par exemple, a tiré profit de la profondeur de son catalogue pour attirer à lui des utilisateurs qui ne se retrouvaient pas forcément dans l’offre de blockbusters des vidéoclubs classiques contraints de louer des films à grand succès faute de place dans leurs boutiques.

Ce principe de marché de niche (et donc de longue traine) trouve une extension dans celui de micro-usine. En effet, comme nous l’avons déjà mentionné, l’objectif de cette approche nouvelle est de produire de manière très rapide et sur des très petites séries des biens et des objets. L’intérêt est de pouvoir moduler la production et s’adapter rapidement au type de produits désiré. Le recours à la micro-production de masse (qualificatif que l’on peut appliquer aux micro-usines) est donc l’incarnation moderne du principe de la longue traine.

En 2020, le marché des micro-usines était estimé à 217 millions d’euros en France et 3,7 milliards d’euros en Europe.

On distingue deux types de micro-usines :

Il existe deux grandes familles de micro-usines :

  • – Les unités mobiles installées dans des conteneurs faciles à déplacer et à agencer ;
  • – Les unités fixes sous forme de préfabriqués ou de bâtiments de petites tailles installés directement sur le site industriel, et parfois même intégrés à l’intérieur de l’usine.

L’usine miniature : le concept de micro-usine poussé à l’extrême

La miniaturisation peut être poussée jusqu’à faire tenir une micro-usine dans une valise comme le proposait une équipe de recherche de l’université de Tokyo il y a 20 ans. Qu’il s’agisse de l’horlogerie, de l’optique ou encore des capteurs, l’objectif est le même : rapprocher la taille de l’unité de production de celui du produit fini. Dans certains cas, la miniaturisation est poussée jusqu’à proposer des systèmes de production de l’ordre du millimètre.

La versatilité des technologies utilisées dans le cadre du déploiement des micro-usines permet d’envisager une palette d’applications très large. En effet, on retrouve ces solutions dans les cas suivants :

  • – Fabrication de petites séries ;
  • – Être plus proche de ses clients, des consommateurs finaux ;
  • – S’implanter à l’étranger à moindre coût ;
  • – Produire du sur-mesure et à la demande, tout en réduisant ses stocks ;
  • – Former des personnes et servir de démonstrateur ;
  • – Gagner en agilité et innover plus vite en développant des prototypes et en le faisant évoluer facilement ;
  • – Intégrer et tester à moindre coût des nouvelles technologies ;
  • – Réduire les contraintes de production.

Les différentes typologies d’acteurs

L’univers de la micro-usine regroupe un ensemble d’acteurs qui se positionnent différemment selon l’offre qu’ils proposent. On retrouve :

1 – Les concepteurs de microchaînes de production

Ils commercialisent des lignes intégrées dans les micro-usines. Conçues pour un usage spécifique, elles peuvent être vendues avec des logiciels d’optimisation de la production.

Exemples : JMB Processfruits (devenu CEPL) est spécialisée dans la vente de lignes de fabrication de confiture implantées au plus près de la production de fruits. De son côté, Bright Machines, entreprise fondée en 2018 par d’anciens cadres de l’industrie, rassemble des industriels et des spécialistes des logiciels pour créer des micro-lignes dans le domaine de l’électronique. Sa force ? Combiner des ressources techniques (comme les machines) à de l’informatique poussé (machine learning, vision par ordinateur, intelligence artificielle, robotique) répondant aux préoccupations actuelles des industriels qui ont besoin de produire vite et localement. Kickmaker a créé un concept de micro-usines urbaines dédiées à la conception et l’industrialisation de produits high-tech, du prototype aux préséries. Les solutions de micro-usinage s’adressent aussi bien aux start-up, qu’aux PME, aux ETI voire aux grands groupes qui ont besoin, lors d’un temps donné, de la flexibilité permise par ces solutions.

2 – Les spécialistes de la fabrication additive

La fabrication additive, ou impression 3D, est l’un des éléments centraux du déploiement rapide des solutions de micro-usines. En effet, certaines micro-usines regroupent des imprimantes 3D. Voodoo Manufacturing est l’une des sociétés emblématiques du genre : installée à New York depuis le milieu des années 2010, l’entreprise déploie ses imprimantes 3D directement sur les sites industriels de ses clients. Plus proche de nous, Gryp propose un service d’impression 3D particulier : grâce à sa micro-usine, la startup bordelaise est capable de produire en très petite quantité des pièces de voitures de collection qui sont aujourd’hui introuvables. Prusa développe une gamme d’imprimantes 3D implantables directement dans les usines. InnoProduct, startup accompagnée par Unitec, s’inscrit également dans cette démarche d’impression 3D. Namma, propose, avec Eva, une machine hybride 3-en-1qui regroupe l’impression 3D, l’usinage CNC, la découpe et la gravure laser. Véritable micro-usine, Eva peut être facilement installée afin de produire des pièces à la demande.

Eva, une machine 3 en 1

On retrouve d’autres exemples avec Kedzal qui fabrique, en pièce unique et en très petites séries des prothèses orthopédiques (des covers) grâce à l’impression 3D ou encore Lynxter qui propose des imprimantes 3D de nouvelles génération pour lesquelles il est possible de changer la tête d’impression (et donc le matériau utilisé) pour façonner une même pièce ou, très rapidement, des pièces différentes.

3 – Les opérateurs de Fablab

Les fablab, ces ateliers communautaires urbains et péri-urbains permettent aux particuliers (mais aussi aux professionnels) d’avoir accès à des machines, des outils et des technologies en partage facilitant la réalisation de pièces uniques ou, notamment pour les entreprises, la réalisation de pièces en petites séries. Atelier Draft est une micro-usine urbaine spécialisée dans la fabrication de mobilier sur mesure en pièce unique et micro-séries. Réunissant des professionnels de la menuiserie, de l’ébénisterie ainsi que des designers, Atelier Draft propose à ses clients des modèles uniques ou de très petites séries fabriqués entièrement sur place mais également des ateliers de formation à la menuiserie, dans l’esprit des Fablabs.

Atelier Draft propose des pièces de mobiliers uniques ou fabriquées en très petites séries

On retrouve la même philosophie avec le fablab Ici et lab qui propose une micro-usine mobile à but pédagogique pour faire connaître l’impression 3D au grand public. Le lab mobile se compose de kits robotiques, de découpeuses et d’imprimantes 3D permettant de modéliser et créer des objets en trois dimensions. FirstBuild est un fablab communautaire conçu comme une micro-usine. L’objectif est la confection d’objets répondant à un besoin exprimé par la communauté. Les membres du fablab organisent la chaîne de production de manière flexible et agile autour d’un design co-construit avec les membres commanditaires. Ensuite, une équipe travaille à la confection du produit dans un atelier équipé de machines et d’outils. Plusieurs produits ont déjà vu le jour comme Cavern, une chambre miniature de vieillissement ou de maturation (viande, fromages) ou encore, Arden qui est un fumoir d’intérieur.

4  – Les fabricants de micro-usines mobiles

Leur offre répond aux besoins d’industriels qui cherchent à s’implanter près de matériaux à traiter (recyclage), à augmenter rapidement leur capacité de production ou à créer des produits sur mesure. Nomad’O, société marseillaise, propose une unité de traitement intégrée dans un conteneur pour « potabiliser » l’eau de mer ou l’eau saumâtre, assainir les eaux usées ou traiter les effluents industriels. Precious Plastic a conçu une micro-usine de valorisation du plastique, avec différents équipements qui permettent de broyer la matière, de la fondre et de la transformer en fil. Le tout, en nettoyant les déchets : l’entreprise propose la mise en disposition des brevets et plans des machines du grand public. Fermalab développe toute une gamme d’ateliers agro-industriels, destinés aux agriculteurs souhaitant développer la production et la transformation à la ferme. Cinq modules de micro-usine sont proposés : Yaour’lab, Ali’lab, Sani’lab, Ovo’lab et Aba’lab.

5 – Les fabricants de micro-usines fixes

Certaines entités proposent de mettre en place des chaines de production fixes. Le Paris-Saclay Hardware Accelerator, sur plus de 2000m², offre à ses clients toutes les technologies de pointe pour designer, créer, fabriquer, tester, itérer de manière flexible et agile. De nombreuses entreprises ont fait appel aux services de PSHA comme Omni ou Ynsect.

La société néo-aquitaine Gazelle Tech propose une chaîne d’assemblage de véhicules électrique dans des conteneurs. La société est le premier constructeur de véhicules périurbains entièrement fabriqués à partir de matériaux composites. Dépourvue de toute ambition technologiques, la voiture produite par l’entreprise est innovante dans le procédé même de fabrication. Par le déploiement de micro-usine au plus près de la demande, Gazelle Tech sera en mesure de produire des petites séries en couvrant parfaitement un territoire donné. Autre innovation permettant la fabrication dans des micro-usines : la Gazelle n’est composée que de dix pièces assemblées pour la carrosserie, là où les voitures classiques demandent entre 300 et 350 en métal et plastique.

La chaîne d’assemblage de Gazelle Tech est intégrée dans six conteneurs. Cinq personnes y assemblent 200 véhicules par an, au plus près du consommateur.

6- Les opérateurs de solutions

Certaines sociétés n’offrent pas directement des solutions de micro-usines mais des plateformes permettant aux industriels d’un secteur de mettre en œuvre un process de production basé sur les technologies de micro-usines. Tekyn est une entreprise française de la fashiontech basée à Saint-Denis. Son positionnement est d’offrir aux industriels de la mode une plateforme 4.0 permettant une adaptabilité et une réactivité dans la production de vêtements beaucoup plus importantes que dans les usines traditionnelles. Ainsi, grâce à cette solution, des marques prestigieuses ont la capacité de renouveler les stocks localement selon la demande et ce de façon très rapide et agile.

Adaxis propose AdaOne, une suite logicielle associée à un bras robotisé qui permet de réaliser des pièces imprimées en plastiques, composites, métal ou ciment. Addidream est une entreprise française basée à Limoges spécialisée dans la fabrication additive médicale. GrâceDe  à un site de 550 m² contenant différentes technologies 3D, elle propose des solutions innovantes pour les industriels de la santé. Par exemple, une solution convertie le scanner de n’importe quel patient, en une maquette 3D reproduisant son anatomie, ainsi que sa densité osseuse. Cet outil de simulation va permettre d’améliorer la qualité de l’intervention chirurgicale grâce à un planification optimisée pour les pathologies complexes.

De nombreuses entreprises utilisent aujourd’hui les solutions permises par les technologies de miniaturisation des chaînes de production. L’Oreal a conçu une micro-usine capable de fabriquer à la demande une centaine de fonds de teint sur mesure par heure. Adidas, dès 2017, a lancé sa propre micro-usine de production de baskets avec pour objectif de relocaliser une partie de la production en Allemagne. En 2020, l’entreprise a changé de stratégie pour se lancer dans la production massive de baskets au travers du projet Speedfactory. Arrival, société britannique spécialisée dans la construction de véhicules électriques a reçu en 2020 le soutien de BlackRock, fond d’investissement américain, afin de financer la construction de micro-usine de fabrication de bus électrique. Arrival table sur la construction d’usines à petite échelle, d’environ 20.000 m² et pouvant s’installer en 6 mois dans n’importe quel entrepôt. L’idée consiste à multiplier ces usines en kit à proximité des clients afin de réduire les coûts de production et d’expéditions. Pour produire ses véhicules, Arrival mise également sur l’utilisation de matériaux plus légers, comme l’aluminium au lieu de l’acier, ainsi qu’une carrosserie en matériaux composites. De quoi abaisser le coût des fourgons au prix d’un véhicule thermique, selon Arrival, tandis que ses bus électriques devraient être « les plus abordables du marché » et inférieurs à des concurrents.

On retrouve ces micro-usines dans d’autres secteurs d’activités, comme l’industrie minière avec l’exemple des mines en kit, projet développé par le Service Géologique National qui permet d’envisager l’exploitation minière en tirant parti des petits gisements actuellement mis de côté, faute de modèle économique. L’industrie pharmaceutique s’intéresse également à ces technologies de miniaturisation de la production. Med in Town entend révolutionner l’accès aux pièces et outils par les praticiens. En développant une solution de micro-usine basée sur l’impression 3D, l’entreprise permet la conception puis la fabrication de dispositifs médicaux en polymère au plus près des médecins et des personnels médicaux. La solution nomade permet de produire au cœur de l’hôpital répondant ainsi aux besoins de praticiens.

Exemple de micro-usine Med To Town

Plaxtil propose des solutions de micro-usine de recyclage de plastique ou de masques pour les transformer en plastique écologique. L’idée est d’implémenter la micro-usine directement dans les usines de collecte des déchets afin de réduire les cycles de traitement des déchets.

Enfin, l’aéronautique n’est pas en reste puisque Airbus, en partenariat avec l’Américain LM Industrie ont créé Neorizon pour produire plus vite des petites séries et répondre aux demandes spécifiques de marchés de niches (satellites, drones, etc.).

Le déploiement des micro-usines jusqu’à aujourd’hui

Depuis une petite dizaine d’années, nous constatons un mouvement de déploiement de micro-usines dans les pays en développés et en France en particulier. Ce mouvement résulte de la combinaison de facteurs exogènes (crises économique et environnementale, explosion des coûts de transports et de main d’œuvre) et endogènes (demande de plus en plus forte de proximité, de flexibilité et d’agilité de la part des consommateurs). L’implémentation de micro-usines permet en effet, nous l’avons vu, de réduire la chaîne logistique et de réaliser très rapidement des itérations pour la production de biens. Autre point important, ces modifications peuvent intervenir même après la mise sur le marché du produit : en fonction du succès du produit ou des premiers retours clients, la micro-usine permet une réaction instantanée. De même, et toujours dans cette volonté d’être au plus près du client, cette solution autorise la production à la demande conduisant à une hyper-personnification des produits et, en parallèle, à une hyper-localisation de la fabrication.

Parmi les entreprises citées dans cette note de veille, certaines sont ou ont été accompagnées par Unitec : Namma, le fabricant d’imprimantes 3D | Kedzal, fabricant de prothèses | InnoProduct, le bureau d’étude mécanique, impression 3D et Prototypage

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avril 9, 2024